JP2855766B2 - ハンドリングロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、加工品等のハンドリングに係わり、特に加
工品の箱詰めロボットに適したハンドリングロボットの
構造に関する。

「従来の技術」 加工品等（以下ワークと称する）のハンドリングおよ
びパレタイジングをロボットで行う場合、従来技術にお
いては、先端にハンドリングユニットを有する水平型及
び垂直型の多関節ロボットが用いられている。

従来の多関節ロボットでは、ワークを把持したハンド
リングユニットを一旦垂直に持ち上げてから移動先まで
運搬し、再び垂直に下降させてワークを開放するもので
ある。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら水平型及び垂直型の多関節ロボットを用
いてハンドリングおよびパレタイジングを行う場合、ワ
ークの移動距離が大きくなるためタクトタイムが長い場
合には問題が無いか、タクトタイムが短くなり高速にハ
ンドリングをしようとするとワークの移動速度が追い付
かなくなる。移動速度を無理に増加したとしても、ワー
クによっては高速移動によるハンドリング中に破損させ
てしまうという問題が生ずるなどの観点から、解決すべ
き課題となっていた。本発明は上記従来の問題点を解決
するための構造を提供することを目的とするものであ
る。

「課題を解決するための手段」 本発明は、上記技術課題を解決して高速にワークのハ
ンドリングを行うため、支柱で垂直に支持され任意の動
力にて駆動される回転軸と、該回転軸に対しその軸方向
と直角にその一端が固着されたアームと、前記回転軸と
同軸に配置され前記動力とは別個の動力源から回転力が
伝達される固定端プーリと、アームの長手方向に移動可
能な移動端プーリをアームに取り付けると共に、複数の
ハンドリングユニットが外側面の周上に固着されたベル
トを前記固定端プーリと移動端プーリに輪架し、さらに
ベルトに張力を与えるテンションプーリを具え、前記移
動端プーリの下部付近には、ベルトコンベアを備えた回
転テーブルと回転テーブルの下面に別のベルトコンベア
を設けて、前記ハンドリングユニットにて運搬されて来
るワークを回転テーブル上の任意の位置に配置可能に構
成する。

「作用」 上記構成になる本発明のハンドリングロボットは、固
定端プーリ付近に位置するハンドリングユニットでワー
クを受け取り、ハンドリングユニットがベルトとともに
移動することによりワークを搬送し、ハンドリングユニ
ットが移動端プーリ付近に差し掛かったときワークを受
け渡す。

ワークを受け渡すための位置については、回転軸を中
心としたアームの回転角度とアーム上を移動する移動端
プーリの位置ならびに回転テーブルの回転とにより適宜
位置決めされる。

本発明のハンドリングロボットでは、複数のハンドリ
ングユニットがベルトと一体になって次々に回転するの
で、連続してワークの受け取り、受け渡しが行われる。

「実施例」 次に、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明のハンドリングロボット１の実施例を
示す斜視図である。図において支柱台２に設けた支柱42
で垂直に支持された回転軸３の先端部には、アーム４の
一端が前記回転軸３の軸方向と直角を成して固着支持さ
れている。

アーム４の下面には、移動端プーリ５が、アーム４の
長手方向に移動可能に設置されている。

第２図はアーム４の長手方向に移動端プーリ５を移動
させるための構造例を示すもので、説明の都合上、90度
回転して図示してある。

アーム４の長手方向に設けた溝4a内には雄ねじ６が設
けてある。この雄ねじ６は回転軸３付近に内蔵されたモ
ータ７に連結され回転力が与えられる。

一方、移動端プーリ５を回転可能に支持する移動ベー
ス８はアーム４に接する面に於て前記雄ねじ６と係合す
るナット（図示略）が設けてある。従って雄ねじ６の回
転とともに移動端プーリ５はアーム４の長手方向に移動
することができる。なおアーム４の側面には、移動ベー
ス８を直線移動させるためのリニアガイド９が設けてあ
る。

第３図は、別の構造例を示すもので、本図においても
90度回転して図示してある。

アーム部分は、アーム10,アーム11の２個に分割され
互いに摺動可能に嵌合されていて、アーム10側に移動端
プーリ５、アーム11側に回転軸３部分が設けてある。

移動端プーリ５側のアーム10の嵌合部側にはナット12
が設けてある。また回転軸３側のアーム11にはモータ７
およびモータ７で回転される雄ねじ13が設けてあり、こ
の雄ねじ13は前記アーム10側のナット12と係合してい
る。従ってモータ７による雄ねじ13の回転によりアーム
10とアーム11は互いに伸縮動作を行い、移動端プーリ５
はアーム11に対し長手方向に移動する。

第１図において、固定端プーリ14は、アーム４の支持
端と支柱42の間に回転軸３と同軸に且つ該回転軸３の回
りに回転可能に設置されている。また前記移動端プーリ
５と固定端プーリ14間にはベルト15が軸架されており固
定端プーリ14の回転により回転可能に構成されている。

このベルト15は、必ずしもゴム製のベルトに限定され
るものではなく、チェーンなど可とう性を有する部材で
形成することができる。

軸架されたベルト15が形成するループの内側にはテン
ションプーリ26が配置されており、常にベルト15に張力
を加える方向に力が与えられる。

ベルト15の外周には、本実施例の場合８個のハンドリ
ングユニット16がそれぞれ等間隔に固定されている。

つぎに第7,8,9図を参照してハンドリングユニット16
の構造例を説明する。

第７図はハンドリングユニット16の一例を示す斜視図
で、その主要部はエアシリンダ17とそのピストン（図示
略）の動作とともに上下に運動するピストンロッド18と
からなっている。

エアシリンダ17の下部にはハンドリング用のエアを注
入するためのエア注入口19が、また同じく上部にはエア
を放出させるためのリリース用スイッチ20が設けてあ
る。

21はハンドリングユニット16をベルト15に固定するた
めの取り付け部である。

ピストンロッド18の下部にはワーク22を真空吸着する
ための吸盤23およびワーク22を保持するための爪24があ
り、何れもエア注入口19からのエア注入およびリリース
用スイッチ20動作によるエア放出により動作及び解除が
行われる。

ワーク22を把持する場合は、ハンドリングユニット16
のエア注入口19からエアを注入してピストンロッド18を
下降させワーク22を吸盤23に吸着させると同時に爪24で
ワーク22を把持させる。

ワーク22をリリースする場合は、リリース用スイッチ
20を動作させるとエアシリンダ17中のエアが放出される
ので、爪24が開くと共に吸盤23が動作を停止してワーク
22は開放される。その後、ピストンロッド18はエアシリ
ンダ17内へ引き上げられる。

次にベルト15に張力を与えるために設置されるテンシ
ョンプーリ26の構造例について第4,5,6図を参照して説
明する。

移動端プーリ５がアーム４の長手方向へ移動して固定
端プーリ14と移動端プーリ５間の移動が変化するので、
この際ベルト15が弛むのを防止したりベルト15に適当な
張力を与えるため、ベルト15のループ内にテンションプ
ーリ26を設ける。

第４図は、アーム４側にテンションアーム27を取り付
け、テンションプーリ26を支持するプーリ支え28を支え
るとともに、該プーリ支え28と前記テンションアーム27
との間に圧縮ばね29を挿入してプーリ支え28に図示右方
向の力を与えベルト15に張力を与えるものである。

第５図は、別の実施例を示すもので、アーム４の回転
軸３にはテンションアーム30の一端が支持され、テンシ
ョンアーム30の他端にはテンションプーリ26が支持され
ている。

アーム４とテンションアーム30間には圧縮ばね31が挿
入され、移動端プーリ５とテンションプーリ26を遠ざけ
る力が働くのでベルト15には張力が与えられる。

第６図は、第５図における圧縮ばね31の代わりにねじ
りばね32を回転軸３部分に設けた例を示す。

次に、上記構成の本発明のハンドリングロボット１の
動作を第１図の実施例を示す斜視図と第10図を参照して
説明する。第10図は第１図において回転テーブル25およ
びベルトコンベア34を矢印Ａ−Ａから見た図である。

第１図は当該ハンドリングロボット１がベルトコンベ
ア33により運ばれてくるワーク22をベルトコンベア34に
より運ばれてきた箱35に詰め込む作業を示したものであ
る。ベルト15の外周に固着されたハンドリングユニット
16は、それぞれa,b,c,d,e,f,gおよびｈで示す位置にあ
るものとする。

ベルトコンベア33によって運ばれてきたワーク22は、
ハンドリングロボット１の固定端プーリ14付近のａ位置
に差し掛かったハンドリングユニット16に把持される。
そしてベルト15の回転によりｈの位置にあったハンドリ
ングユニット16がａ位置に差し掛かると再び続行到着し
たワーク22を把持する。

固定端プーリ14側ではこのようにして把持動作が次々
に繰り返される。

一方、移動端プーリ５側の下部付近には第10図に示す
ように、箱35は右側のベルトコンベア34が矢印方向に移
動することによって、回転テーブル25上に運ばれ、回転
テーブル25上ではベルトコンベア37が矢印方向に移動し
回転テーブルの中央にセットされる。また、この箱35に
おけるワーク22の箱詰め位置上方に、アーム４の回転軸
３回りの回転と移動端プーリ５の回動と、回転テーブル
25の回転によって位置決めされた後、ハンドリングユニ
ット16がｅ位置でワーク22が開放され箱詰めされる。そ
の後再び移動端プーリ５がアーム４の長手方向に移動す
ると共に回転軸３の回転によるアーム４の回動と、回転
テーブル25の回転により、続行するワーク22の位置決め
を行いベルト15を回転し、ハンドリングユニット16がワ
ーク22を解放して箱詰め動作を行う。

このようにして移動端プーリ５側では、箱詰め動作が
繰り返される。

所定数のワーク22が箱詰めされて箱35が一杯になる
と、回転テーブル25に設けたベルトコンベア37が矢印方
向に移動し、箱35は再び左側のベルトコンベア34上に排
出され、左側のベルトコンベア34によっ左方に移動する
と共に、右側のベルトコンベア34が矢印方向に移動し、
待機していた空の箱が箱35の位置に運搬されて箱詰め動
作は続行される。

「発明の効果」 発明はハンドリングロボットにおいて、ベルトに固着
された複数のハンドリングユニットが箱の移動方向とほ
ぼ直角方向に箱詰め位置まで連続的に移動しアーム先端
の移動距離を少なくすることが可能なため、タクトロス
が最小限に抑えられ、高速なハンドリングが行える。従
ってワークの移動速度を高速にすること無く結果として
高速なハンドリングが可能となる。また回転テーブル25
の回転により、箱詰めされるワークの向きを揃えること
が容易となるので、箱詰め製品の商品価値を向上するこ
とが出来、極めて実用性に優れた発明ということが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のハンドリングロボットの実施例を示す
斜視図、 第２図および第３図は移動端プーリをアームの長手方向
に移動する構造例を示す図、 第４図〜第６図はテンションプーリの取り付け構造例を
示す図、 第７図、第８図、第９図はハンドリングユニット部分の
動作説明図、第10図は第１図のＡ−Ａ矢視図である。 図において １はハンドリングロボット ２は支持台 ３は回転軸 4,10,11はアーム ５は移動端プーリ 14は固定端プーリ 15はベルト 16はハンドリングユニット 22はワーク 26はテンションプーリ 25は回転テーブル 42は支柱 である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−42053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65G 47/84 - 47/86 B25J 18/04 B65B 5/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支柱で垂直に支持された任意の動力にて駆
   動される回転軸と、該回転軸に対しその軸方向と直角に
   その一端が固着されたアームと、前記回転軸と同軸に配
   置され前記動力とは個別の動力源から回転力が伝達され
   る固定端プーリと、アームの長手方向に移動可能な移動
   端プーリをアームに取り付けると共に、複数のハンドリ
   ングユニットが外側面の周上に固着されたベルトを前記
   固定端プーリと移動端プーリに輪架し、さらにベルトに
   張力を与えるテンションプーリを具え、前記移動端プー
   リの下部付近には、ベルトコンベアを備えた回転テーブ
   ルと前記回転テーブルの下面に別のベルトコンベアを設
   けて、前記ハンドリングユニットにて運搬されて来るワ
   ークを前記回転テーブル上の任意の位置に配置可能に構
   成したことを特徴とするハンドリングロボット。